Ім'я файлу: Домашнє завдання № 1 Варіант 35 Термохімія Розрахунок теплового
Розширення: docx
Розмір: 377кб.
Дата: 14.03.2023
скачати

Домашнє завдання №1

Варіант 35

(Термохімія. Розрахунок теплового ефекту реакції)
Для заданої хімічної реакції, яка перебігає в газовій фазі:

  1. Розрахуйте стандартний тепловий ефект хімічної реакції (H0298).

  2. Найти зміну коефіцієнтів a, b, c, c’ для заданої реакції (a, b, c, c’).

  3. Записати аналітичну залежність теплового ефекту реакції від температури H = f(T).

  4. Розрахуйте тепловий ефект при заданій температурі Т.

  5. Встановіть, як відрізняються теплові ефекти при сталому тиску та об’єму.

(Термодинамічні данні для рішення задачі взяти в довіднику).

  1. *Розрахуйте теплові ефекти при температурах Т1+100; Т1+200; Т1+300; Т1+400К. Побудуйте графічну залежність теплового ефекту реакції від температури H = f(T).




№
Реакція
Т,

К

35
С2Н6 + Сl2 = С2Н5Сl + HCl
500



Дано: С2Н6 + Сl2 = С2Н5Сl + HCl

Знайти Знайти: ΔН0T = f (Т); ΔН500 – ?
Заносимо в таблицю термодинамічні дані для учасників реакції

[МВ №1395 або Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. Мищенко К.С., Равделя А.А. – Л.: Химия, 1983. – 231 с]:

Речовина
ΔН0f,298,i, кДж/моль
Ср0 = f (Т),

Дж/(моль · К)
Температурний інтервал, К

а
b · 103
с·106
с´·10-5
298 – 2500

HCl
– 92,31
26,53
4,60
-
1,09
298 – 2000

С2Н5Сl
– 111,72

11,63
193,00
-
–72,92
298 – 2000

Сl2
0
37,03
0,67
-
–2,85
298 – 2500

С2Н6
– 84,67
5,75
175,11
-
–57,85
298 – 2500


1. Визначаємо ізобарний тепловий ефект реакції при стандартних умовах, беручи до уваги слідство із закону Геса:

ΔН0298 = (4·ΔН0f,298 (HCl) + ΔН0f,298 (С2Н5Сl)) - (4·ΔН0f,298 (С2Н6) + 2·ΔН0f,298 (Сl2)) = = (4·(-92,31) + - 111,72) - (4·(-84,67) + 2·(0)) = 142,28 кДж.
2. Розраховуємо зміну емпіричних коефіцієнтів багаточленів Ср0 = f (Т) для продуктів реакції та вихідних речовин. За їх значенням розраховуємо коефіцієнти в рівнянні ΔСр0 = f (Т).

Δ а = (4·а(HCl) + а(С2Н5Сl)) - (4·а(С2Н6) + 2·а(Сl2))= (4·(26,53 + 11,53)-(4·(+ 5,75 + 2·37,03) = 5,51;

Δ b = (4·b(HCl) + b(С2Н5Сl)) - (4·b(С2Н6) + 2·b(Сl2)) = (4·(4,60

+ 193,00) – (4·175,11+2·0,67) = 8,86·10-3;

Δ с = (4· с(HCl) + с(С2Н5Сl)) - (4· с(С2Н6) + 2· с(Сl2)) = 0·106;

Δ с´ = (4·с´( HCl) + с´( С2Н5Сl)) - (4·с´( С2Н6) + 2·с´( Сl2)) =(4·(1,09 + - 72,92)-(4·(- 57,85 + 2·(-2,85) = 5,89
Інтервал температур, в якому справедливі розраховані коефіцієнти, визначаємо за найменшим з усіх температурних інтервалів для реагуючих речовин.

Тоді, для даної реакції в інтервалі температур 298 – 2000 К отримаємо:

ΔС0р = 5,51 + 8,86·10-3·Т – 5,89·105/Т2.

3. Залежність ΔНr0 = f (Т) визначається за законом Кірхгоффа:



Підставивши в попереднє рівняння значення ізобарного теплового ефекту при стандартних умовах та коефіцієнтів Δа, Δb, Δс та Δс´, отримаємо аналітичну залежність ΔН0Т = f(Т) для даної реакції:



4. Підставивши Т = 500 К, визначаємо тепловий ефект реакції ΔН0500:

5. Тепловий ефект при постійному тиску дорівнює: Qp = ΔH = ΔU + PΔV, а для ідеальних газів:


Qp = ΔH = ΔU + ΔnRT,

де Δn – зміна кількості молів газоподібних речовин під час проходження реакції.

Тепловий ефект при сталому об’ємі дорівнює QV = ΔU. Тоді, різниця теплових ефектів хімічної реакції в ізобарному та ізохорному процесах визначається наступним чином:

Qp - QV = ΔH - ΔU = ΔU + ΔnRT - ΔU = ΔnRT.

Визначаємо Δn для заданої реакції 4СО + 2SО2 = S2 + 4CO2 С2Н6 + Сl2 = С2Н5Сl + HCl з урахуванням того, що всі речовини – гази:

Δn = (1 + 4) – (4 + 2) = -1, тоді

Qp - QV = -1 моль ·8,314 Дж/моль К 500 К = - 4157 Дж.

7. Розраховуємо теплові ефекти при температурах

Т1+100

Т1+200

Т1+300





скачати

© Усі права захищені
написати до нас